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EXERCÍCIOS DE REVISÃO – FÍSICA ENERGIA 1- Considere um corpo sendo arrastado, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível. Considere as afirmações I, II e III a respeito da situação descrita. I. O trabalho da força de atrito é nulo. II. O trabalho da força peso é nulo. III. A força que arrasta o corpo é nula. A afirmação está INCORRETA em: a) I apenas. b) I e III, apenas. c) II apenas. d) I, II e III. 2- Uma bola de tênis, de massa igual a 100 g, é lançada para baixo, de uma altura h, medida a partir do chão, com uma velocidade inicial de 10 m/s. Considerando g = 10 m/s2 e sabendo que a velocidade com que ela bate no chão é de 15 m/s, calcule: a) a energia cinética da bola ao atingir o solo; b) a altura inicial do lançamento h. 3- Um engenheiro mecânico projetou um pistão que se move na direção horizontal dentro de uma cavidade cilíndrica. Ele verificou que a força horizontal F, a qual é aplicada ao pistão por um agente externo, pode ser relacionada à sua posição horizontal x por meio do gráfico abaixo. Para ambos os eixos do gráfico, valores positivos indicam o sentido para a direita, enquanto valores negativos indicam o sentido para a esquerda. Sabe-se que a massa do pistão vale 1,5 kg e que ele está inicialmente em repouso. Com relação ao gráfico, considere as seguintes afirmativas: 1. O trabalho realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 1 cm vale 7,5 × 10-2J. 2. A aceleração do pistão entre x = 1 cm e x = 2 cm é constante e vale 10 m/s2. 3. Entre x = 4 cm e x = 5 cm, o pistão se move com velocidade constante. 4. O trabalho total realizado pela força sobre o pistão entre x = 0 e x = 7 cm é nulo. a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. 4- Com base na figura a seguir, calcule a menor velocidade com que o corpo deve passar pelo ponto A para ser capaz de atingir o ponto B. Despreze o atrito e considere g = 10 m/s2. 5- A respeito de energia, assinale o que for correto. (01) Energia potencial é aquela que se encontra armazenada num determinado sistema e pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho. (02) No sistema conservativo, o decréscimo da energia potencial é compensado por um acréscimo da energia cinética. (04) A energia está relacionada com a capacidade de produzir movimento. (08) A energia pode ser transformada ou transferida, mas nunca criada ou destruída. 6- Uma menina desce, a partir do repouso, o "Toboágua Insano", com aproximadamente 40 metros de altura, e mergulha numa piscina instalada em sua base. Usando g = 10 m/s2 e supondo que o atrito ao longo do percurso dissipe 28% da energia mecânica, calcule a velocidade da menina na base do toboágua. 7- Um caminhão transporta 30 toneladas de soja numa estrada retilínea e plana, em MRU, com velocidade de módulo igual a 72km/h. Se 200 kW da potência do motor do caminhão estão sendo usados para vencer a força de resistência do ar, o módulo dessa força é, em N, 8- Um corpo de massa m = 2 kg é abandonado de uma altura h = 10 m. Observa-se que, durante a queda, é gerada uma quantidade de calor igual a 100 J, em virtude do atrito com o ar. Considerando g = 10 m/s2, calcule a velocidade (em m/s) do corpo no instante em que ele toca o solo. 9- Um pequeno bloco, de massa m = 0,5 kg, inicialmente em repouso no ponto A, é largado de uma altura h = 1,6 m. O bloco desliza, sem atrito, ao longo de uma superfície e colide, no ponto B, com uma mola de constante elástica k=100 N/m (veja a figura a seguir). Determine a compressão máxima da mola, em cm. 10- Determine a massa de um avião viajando a 720 km/h, a uma altura de 3.000 m do solo, cuja energia mecânica total é de 70 . 106 J. Considere a energia potencial gravitacional como zero no solo. 11- Um objeto de 8,0kg está sujeito à força resultante F, aplicada na mesma direção e no mesmo sentido do movimento. O módulo da força F, variável em função da posição x, está representado no gráfico. Considere o corpo em movimento retilíneo. Determine a velocidade do corpo na posição x=40m sabendo que a velocidade inicial em x=0 é igual a 10m/s. 12- Um garoto de 40 kg de massa parte do repouso de uma altura de 10 m, desliza ao longo de um tobogã e atinge a parte mais baixa com velocidade de 5,0 m/s. Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, calcular a energia mecânica dissipada pelas forças não-conservativas, durante a descida do garoto. 13- No esquema da figura, o bloco tem 3,0 kg de massa e encontra-se inicialmente parado num ponto da rampa situado à altura de 1,0 m. Uma vez abandonado, o bloco desce atingindo a mola de constante elástica igual a 1,0 × 103 N/m, que sofre uma compressão máxima de 20 cm. Adotando g = 10 m/s2, calcule a energia mecânica dissipada no processo. 14- O automóvel da figura seguinte pesa 6,50 × 103 N e está em repouso no ponto A, numa posição de equilíbrio instável. Num dado momento, começa a descer a ladeira, indo atingir o ponto B com velocidade nula. Sabendo que a energia térmica gerada pelo atrito de A até B equivale a 4,55 × 104 J, determine o valor da altura h. 15- Uma caixa de massa igual a 10 kg, e puxada por um homem, utilizando uma corda. Sabendo que o angulo α = 60°, que a forca aplicada possui uma intensidade de 250 N, que a forca de atrito dinâmico vale 50 N e adotando g = 10 m/s2, determine para um deslocamento de 15 m: a) o trabalho da forca F; b) o trabalho da forca de atrito; c) o trabalho da forca peso; d) o trabalho da força normal; e) o trabalho da forca resultante. 16- Um corpo de 1,0 kg de massa cai livremente da altura y = 6,0 m sobre uma mola de massa desprezível e eixo vertical, de constante elástica igual a 1,0 × 102 N/m. Adotando g = 10 m/s2 e desprezando todas as dissipações de energia mecânica, calcule a máxima deformação x da mola. 17- A deformação em uma mola varia com a intensidade da força que a traciona, conforme o gráfico abaixo. Determine: a) a constante elástica da mola, dada em N/m; b) a energia potencial armazenada na mola quando esta estiver deformada de 4,0 cm. 18- Uma bolinha de massa m é abandonada do ponto A de um trilho, a uma altura H do solo, e descreve a trajetória ABCD indicada na figura abaixo. A bolinha passa pelo ponto mais elevado da trajetória parabólica BCD, a uma altura h do solo, com velocidade cujo módulo vale VC=10m/s, e atinge o solo no ponto D com velocidade de módulo igual a VD =20m/s. Determine as alturas referidas no texto.
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